Ученые впервые напрямую управляют двойным куполом сверхпроводимости в графене
Исследователи из Федеральной политехнической школы Лозанны (EPFL) впервые продемонстрировали прямое управление эффектом «двойного купола» сверхпроводимости в трехслойном графене с магическим углом закручивания (MATTG). Работа опубликована в журнале Nature Physics.
Сверхпроводящая фаза в закрученном трехслойном графене (T = 100 мК). Автор: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03040-2
Эффект двойного купола проявляется в том, что при изменении плотности электронов материал становится сверхпроводящим, затем теряет это свойство, и снова становится сверхпроводником, образуя на графике две отдельные области — «купола».
Ученые создали устройства из трех слоев графена, где средний слой был повернут на 1,55 градуса относительно других. Поместив структуру между изолирующими слоями нитрида бора и добавив электроды, они смогли точно контролировать плотность электронов и прикладывать электрическое поле смещения.
Эксперименты при температурах близких к абсолютному нулю показали, что сверхпроводимость в MATTG разделяется на два отдельных купола. Изменяя поле смещения, исследователи могли управлять появлением и исчезновением этого паттерна.
Фазовая диаграмма Хартри-Фока и реконструкция поверхности Ферми. Автор: Nature Physics (2025). DOI: 10.1038/s41567-025-03040-2
Каждый купол показал уникальные характеристики: один демонстрировал резкий переход в сверхпроводящее состояние с «памятью» поведения, а другой — более плавный переход без эффекта памяти. Теоретические расчеты указывают на разные механизмы спаривания электронов в двух куполах.
Это первая система, где двойной купол сверхпроводимости можно напрямую контролировать электрическим полем, что открывает новые возможности для создания квантовых устройств и исследования экзотических состояний материи.
0 комментариев